创新管理方法--等价变换法

等价变换法的原理与应用一、概述等价变换法是日本同志社大学教授市川鬼久弥提出的。

1944年，他的第一部著作《独创研究的方法论》发表后，继续研究多年，在1955年，他再学位论文中提出一种新理论—等价变换展开理论。

1967年，他又主持了一个等价变换理论研究会，取得了不少成绩，并且已经传播到世界各国，产生了一定影响。

等价变换法认为：任何新事物都不是从天上掉下来的，都是从原事物中产生的。

它不是对原事物的彻底否定，而是舍其过时的、消极的东西，保留积极的和合理的内容，并且将保留的内容赋予新的关系，新的序和新的形式。

也就是说，新旧事物间总存在某种等价性(即相似性或共性)，如果寻找到这种等价的共性，并按照新的要求进行变化，便可实现创新。

二、等价变换法的前提条件1、限制条件Ⅰ在技术领域中应用等价变换理论时，不要违反自然界的规律—自发过程是不可逆的。

这就是说，利用任何先进技术创造发明的设备，其效率不能大于1（即第一类永动机不能实现）。

同样，效率也不能等于1（即第二类永动机也不能实现）。

这种自然规律是不能违反的，而且已经被热力学第二定律所证明。

18世纪，许多人想发明永动机。

于是，许多设计方案和图纸送到法国科学院，使得法国科学院没办法处理，只得宣布今后不再接受任何永动机的设计方案。

这种情况是在热力学第二定律尚未被人们深刻了解的形势下出现的，可以理解。

可是“文化大革命”中，有人批判资产阶级的热力学第二定律，浪费了许多人、财、物，其“成果”是永动机功率只有输入的30%。

这种反面教材使人们更加认识自然规律是不能违反的。

2、限制条件Ⅱ技术发展的源动力是内部矛盾即生产力发展的要求与生产者个人能力之间的矛盾。

毛泽东曾说：“内因是根据，外因是条件。

”这和日本的石谷理论是一致的。

例如，锅炉的发展史是从浸渍式到水管式，再到贯流式。

其变化是由于水补给方式与所要求的蒸汽功率矛盾产生的。

特别是汽轮发电机出现，才产生了现代的锅炉。

在某一时间利用或开发某种动力技术时，单纯含混地追求高性能的技术方式是必然失败的。

所以，技术开发和发展要符合规模法则。

3、限制条件Ⅲ技术领域肯定会有规定的最终到达体系，即最终技术体系是该技术创造发明的终点。

例如，人们可制造电动机，再制造冷却装置达到冷却目的。

从现象看，尚未达到最终技术体系，仍然可以创造发明。

若任何一种技术，没有中间环节（即经过最短距离）就能实现所规定的原理，则该技术已经达到最终技术体系，该项技术就不再有研究的价值了。

这说明了两个意思，其一是技术开发和发展的方向是最终技术体系进行；其二是该技术若已经达到最终体系就应终止，就不必再浪费人、财、物了。

此外，还有一点要说明的就是，创造发明一定要在前人的基础上进行，不要脱离社会和实践。

否则，即使运用了等价变换理论和方法也是枉然。

三、等价变换法的原理1、模型市川选择昆虫个体的发育过程为模型，其特点非常突出。

此过程是从不完全变态的昆虫慢慢进化到最后变成完全变态的昆虫。

共分三个阶段：①幼虫阶段（从卵变化到能在外界生活的最初阶段，经摄食、脱皮，从量上提高到虫体阶段），又称“始发系”。

②蛹阶段（停止摄食，外形休眠状态，里面已具备虫体全部构造，是促进从幼虫向成虫发展的质的变革阶段），称为“变换再构成系”。

③成虫阶段（由形成第一阶段没有的生殖机能、长翅等开始，形成与幼虫完全不同的成虫形态），又称“完成系”。

概括起来，就是从始发系①到完成系③，必须经过等价变换阶段②，即质的飞跃阶段才能完成创造全过程。

从广义顺序分析，创造的飞跃阶段与昆虫完全变态阶段类似。

如表3—1所示。

从上表可知，昆虫个体的发育过程其形式与人的创造性思考形式一致，也就是与技术方面的“等价变换展开形式”完成一致。

按此内容，可以写出等价变换展开理论的内容和方程式的表示式。

2、等价变换展开理论的内容及其表示式市川在1955年发表论文后，又于1963年最后定义为：第一理论：不同的事物与现象（A,B ）之间设定适当的思考路线（或观点）U i ，取出二者共同要素（等价因子∑和其限制条件C ），就可找到二者的等价关系。

第二理论：当以目前的历史背景下地任意事物与现象（A ）为前提时，首先设定适当的思考路线（或观点）U i ，经过分析取舍，舍去始发系0特有的条件集∑a ，从A 中抽出适合于未来事物与现象B 的构成要素C ∑，加入新的历史条件（完成系t 所特有的条件集∑b ），将始发系的事物与现象A 0变换成完成系的事物与现象B t 。

根据上述理论的内容，可以用数学表达式表示出来，称为等价方程式。

∑aA 0 ========B tU ∑b其中0：占A 事物与（或）现象的线索（称为始发系） t：占B 事物与（或）现象的线索（称为转移系或完成系）A:始发系0上表现为事物与（或）现象 B ：转换系t 上表现得事物与（或）现象∑：可使方程式两边相等的等价因子（一般情况下，∑=1）C ：∑的限制条件（通常是复数，即∑C i ） ∑a :始发系0的特殊化条件集 ∑b ：完成系t 的特殊化条件集U i ：任意可变的观点或思考路线（方向）之一 ：指示思考方向上述等价方程式概括起来有如下意义：1.A 0、B t 为已知时，选择恰当的C ∑为两者所共有，从而使等价方程式成立，并发现两者的密切关系。

关键是找出合适的等价因子∑和其限制条件C 。

2.已知A 0，用适当观点对其进行分析(舍去∑a )，找出C ∑。

再在等价方程式右边加入新的条件集于完成系t 中，获得B t ，即从A 0到B t 的等价变换。

关键是找到合适的C ∑之外，还要首先确定完成系t 及其事物与（或）现象。

B t 的寻找是要根据情境和机遇、动机等许多因素而确定的，是个复杂的系统工程。

四、等价变换法的流程图以铅蓄电池极板所用一氧化铅粉的制造为例，说明思考的基础内容及流程图。

1、从类推发展到等价变换1922年前，用一氧化铅粉制造铅蓄电池极板是用化学方法进行的，反应过程复杂，不易控制，而且所需时间太长。

发明者岛津源造想用机械方法。

开始，用瓷粉制造机来制造铅粉，结果失败了。

他不死心，仍用类推性思考方法，找到瓷罐球磨机，产生用它制造铅粉末的想法，也未成功。

他几乎绝望时，突然想起，是否可用装酒的木桶代替铁筒，试验后一看，和以前没有什么两样。

但仔细观察，桶侧面投入口处有微细的不惹人注意的尘土样粉末，他拿到试验室鉴定，惊奇地发现该粉末就是氧化铝。

他于是改进了装置，并向筒中喷入空气，在调整空气流和筒转数的匹配情况下，效率提高了18倍。

最后，进一步精确化，完成了该发明。

整个过程分析，是从类推性思考到等价变换再构成的过程分析，也可以说是从复制的模仿活动到创造性等价变换展开。

结合等价方程式进行分析：①提出问题。

按上述例题就是如何完成氧化铅的制造问题。

不用化学方法，而改进机械方法。

②确定观点Ui。

机械方法很多，磨球的方法还是破碎的方法？需选择最好的一种观点。

上例是在试验中获得机遇，而确定观点的。

③抽出本质∑0就是通过创造思维，抽出等价因子∑及其限制条件C。

④收集始发系A0集（∑A0i），即如何发现A。

此处例题中有制瓷粉的装置，瓷器用粉的制造装置（球磨机），木桶代替铁筒等。

⑤A的选择。

发明者改进的装置，是从模仿向创造活动发展而确定的A。

2、流程图及其步骤从流程图4-1可看出创新的全过程共有10个步骤。

①目标的确定（即问题的提出）。

②确定观点Ui0要判断与完成这一目标有关的各种因素，进行分析，选定某一种观点，以决定后面的组合方式。

③抽出本质∑需要探索。

即按Ui观点进行组合时，探索各种有关因素，当找不到适合的∑进行组合时，重新回到②。

④寻找∑A0i，目的是实现目标。

为此，要尽量多找一些，以构成始发系集∑A0i。

⑤选择最佳的A01。

本例中经过三次探索和试验，碰到机遇，找到了木桶球磨机A01。

⑥找出∑的限制条件C分析A01中可能实现发明创造目标的等价因子∑，舍去妨碍实现目标的因素∑a。

本例中妨碍铅块粉化的因素是其高粘性，而等价因子是铅的软脆性和可氧化性。

⑦C∑的组合。

本例中通气流已使铅块达到软脆化条件。

由C和∑组成铅块粉碎，达到瓷粉粘度的等价条件。

⑧试验。

考虑各种组合条件，即C∑和引入的∑b组合起来，通过试验、试制，找到最佳结合条件。

⑨检验。

使上述组合达到Bt的要求为止。

若检验不符合要求，反馈。

⑩完成系Bt付诸实施，应用。

现代历史图4-1五、自动文件存储用书架实例分析目前，国内外各种管理部门收集的信息总量迅速增长，资料库储量很快将达到限度，急需开发出储存、检索效率高地资料库。

另外，根据人们的要求，应由闭架方式转换为开架方式。

为了提高效率，应如何开发此项目是个题目。

U（新观点）提出，把文件储存架按前后次序密接排列，在需要时通过操作，i）为“在限定空间内，使相互位置发生变化，而取提取必要信息。

则其本质（∑出目的物”。

其思考路线及全部线图与图4-1一致，只是各步骤的内容有所不同罢了。

①在一定空间内，能最大限度收藏文件的装置的开发。

②前后密接排列的文件架，必要时可取出文件的系统。

③在受限制的空间内使相互位置变化而取出文件。

④的数学模型⑤的数学模型⑥设置导轨，在每单位空间变换前后的位置。

⑦C∑⑧前排书架比后排少一个，可移动前排分架，露出后排特定书架以取出文件。

⑨检查实用情况（包括反馈）。

⑩制成装置（B）。

t。